【光电通信】为什么存在“误码率”？

来源:今日光电发布时间:2023-02-172765浏览

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----与智者为伍为创新赋能---- 串行数据链路的完整性通常用比特误码率 (BER)来表示。请注意，这里用到的术语是“比率"而不是“比例"。它测量的是单位时间内的比特误码数。在实际系统中，大多数比特误码是由随机噪声造成的，它们随机发生，而不是呈现均匀分布率。比特误码率BER是将误码比特数与发送的比特数对比得出的一个估计值。为了表征实际系统中比特误码的随机性，更便捷的方法是将BER理解为接收机输出端的比特差错率，这是一种统计测量。BER衡量的是接收机的质量，也因为标准联盟定义了 BER 的一致性要求，所以 BER 测量实际上对于表征测试非常重要。只分析关于 0 或 1 的特定误码有助于诊断接收机或链路中其他部分的问题。由于比特误码率 BER测量是一个统计过程，因此只有当被测比特数接近无穷大时，测得的比特误码率BER才会接近实际BER。万幸的是，我们可以通过先预定义一个阈值（即目标 BER)来执行 BER测试。达到预定阈值（即目标 BER)所需的比特数取决于所需的置信度。置信度是利用指定的BER（即目标BER)确定系统真实比特误码率BER 的概率。置信度不会达到 100％，因为这将需要无穷大的比特数量，这根本是无法测量的。对于大多数应用而言，通常 95％的置信度即己足够。置信度不同，所需的测量时间也不同。
误码率是什么 误码率，Bit error ratio, 英文缩写 BER。误码率是数字通信系统的最基本的测试。它是误码数与接收到的总比特之比。

上面的公式就是接收到的错误比特数除于接收到的总比特数。衡量误码率一般是在一定时间内完成的，就细化成后面这个等式，理论上误码率越低越好。误码测试是衡量系统的可靠传输的最基本的手段，通过误码测试，可以发现系统传输的性能下降或者可能存在的潜在问题。
哪些因素会影响比特误码率BER？

信号功率
信噪比（SNR）
接收灵敏度
信号传输速率
时序抖动
信号编码格式
调制机制
工作波长
码间干扰
串扰
硬件问题

这里总结了一些误码率的影响因素。比如信号的发射功率，幅度大小，灵敏度ADC动态范围，噪声多信噪比太差也会影响到误码率，同步系统时钟抖动也会影响，链路自身的ISI的链路之间的串扰等等的都有影响。如果误码太大可以从这些角度去看如何改善。在保证一定误码率情况下减小误码测试时间的方法是提高测试接口速率。

从统计意义来说，测误码率测试时间越长，测试结果置信度越高。一般来说很多标准我们是有95%置信度的这样一个约定，按照一定的置信度，根据信号的速率和误码率的要求，可以计算出需要多少时间测试误码率，下面列出一些标准基于不同误码率下，按照95%的置信度计算所需要的时间。